{"id":1755,"date":"2026-07-23T15:53:30","date_gmt":"2026-07-23T15:53:30","guid":{"rendered":"https:\/\/morefuture.de\/?p=1755"},"modified":"2026-07-23T16:02:49","modified_gmt":"2026-07-23T16:02:49","slug":"neue-atomfalle-steigert-quantenleistung-durch-nutzung-von-oberflaechenkraeften","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/morefuture.de\/?p=1755","title":{"rendered":"Neue Atomfalle steigert Quantenleistung durch Nutzung von Oberfl\u00e4chenkr\u00e4ften"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"has-medium-font-size wp-block-paragraph\"><br><strong>Forscher der Humboldt-Universit\u00e4t zu Berlin haben eine neue Methode entwickelt, um Atome an einer ultrad\u00fcnnen Glasfaser einzufangen und zu kontrollieren. Dabei konnte deren F\u00e4higkeit, Quanteninformation zu speichern, erheblich verbessert werden \u2013 ein wichtiger Fortschritt f\u00fcr zuk\u00fcnftige Quantentechnologien.<\/strong><br><br>Das Einfangen und Kontrollieren von Atomen ist eine der technischen Grundlagen, um ihre quantenmechanischen Eigenschaften zu nutzen \u2013 beispielsweise f\u00fcr abh\u00f6rsichere Kommunikation in Quantennetzwerken oder beim Quantencomputing. Viele neuartige Quantenbauelemente setzen daf\u00fcr auf eine Verschaltung von Atomen mit Hilfe von Licht: So werden Atome beispielsweise in der N\u00e4he winziger lichtleitender Strukturen eingefangen und gehalten, um eine effiziente Kommunikation zwischen den Quantenteilchen zu erm\u00f6glichen. Bislang waren mehrere Laserstrahlen notwendig, um die Atome in solchen nanophotonischen Systemen an Ort und Stelle zu halten.<br><br>Neuer Ansatz kombiniert Licht und nat\u00fcrlich auftretende elektrostatische Kr\u00e4fte<br>Die Arbeitsgruppe \u201eGrundlagen der Optik und Photonik\u201c von Prof. Dr. Arno Rauschenbeutel am Institut f\u00fcr Physik der Humboldt-Universit\u00e4t zu Berlin (HU) hat nun eine einfachere und grundlegend andere Methode entwickelt. Die Forscher fangen mit Laserlicht heruntergek\u00fchlte Atome mithilfe einer Kombination aus Licht und nat\u00fcrlich auftretenden elektrostatischen Kr\u00e4ften ein und halten diese in der N\u00e4he einer ultrad\u00fcnnen Glasfaser (100-mal d\u00fcnner als ein Haar) fest. Mit diesem Ansatz gelang es ihnen, die Stabilit\u00e4t und Koh\u00e4renz der eingefangenen Atome im Vergleich zu vorangegangenen Experimenten erheblich zu verbessern: Die Atome blieben doppelt so lange in der \u201eFalle\u201c und die Quanteninformation konnte zehn Mal so lange gespeichert werden. Die Studie, in der die Forscher den neuen experimentellen Ansatz demonstrieren, wurde k\u00fcrzlich in der renommierten Fachzeitschrift Nature Photonics ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size wp-block-paragraph\">In Atomen gespeicherte Quanteninformationen bleiben l\u00e4nger erhalten<br>F\u00fcr ihren Ansatz setzen die Quantenforscher nicht auf Laserlicht, um Atome zur ultrad\u00fcnnen Glasfaser zu ziehen. Sie machen sich in ihrem Experiment die elektrostatischen Kr\u00e4fte zunutze, die ganz nat\u00fcrlich an der Oberfl\u00e4che der Glasfaser auftreten. In ihrer Studie demonstrieren sie, wie die Oberfl\u00e4chenkr\u00e4fte die Atome anziehen, w\u00e4hrend diese durch ein zus\u00e4tzliches Laserfeld sanft von der Oberfl\u00e4che wegdr\u00fcckt werden \u2013 und so ein stabiler Einfangbereich geschaffen wird. Obwohl die so entstehende Falle die Atome weniger stark einschlie\u00dft als herk\u00f6mmliche Fallen, gelang es dem Team, Atome so effizient dorthin zu transferieren, dass kaum ein Atom verlorenging. Einmal in der Falle angekommen, blieben die Atome \u00fcberraschend lange \u201egefangen\u201c und behielten ihre Quanteneigenschaften weitaus besser bei als in bisherigen Experimenten mit solchen nanophotonischen Systemen. Die Verbesserung beruht darauf, dass die Atome die meiste Zeit in Bereichen mit sehr wenig Licht gehalten werden. Dies reduziert St\u00f6rungen, die empfindliche Quantenzust\u00e4nde beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen, sodass die in den Atomen gespeicherten Quanteninformationen l\u00e4nger erhalten bleiben.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size wp-block-paragraph\">\u201eLeistungsstarkes neues Werkzeug zur Kontrolle von Quantenteilchen\u201c<br>\u201eDie Arbeit er\u00f6ffnet neue M\u00f6glichkeiten, die Wechselwirkungen von Atomen mit Oberfl\u00e4chen auf extrem kleinen Skalen zu untersuchen, und f\u00fchrt Oberfl\u00e4chenkr\u00e4fte als leistungsstarkes neues Werkzeug zur Kontrolle von Quantenteilchen ein. Wir glauben, dass die Technik dazu beitragen k\u00f6nnte, zuk\u00fcnftige Quantenspeicher, Quantenkommunikationsnetzwerke und andere Technologien zu verbessern, die auf langlebigen Quantenzust\u00e4nden beruhen\u201c, erl\u00e4utert Dr. Riccardo Pennetta, Erstautor der Studie und Postdoc in der Arbeitsgruppe \u201eGrundlagen der Optik und Photonik&#8220; am Institut f\u00fcr Physik der HU. Prof. Dr. Arno Rauschenbeutel, Leiter der Arbeitsgruppe, erg\u00e4nzt: \u201eIndem die Studie zeigt, dass Oberfl\u00e4chenkr\u00e4fte nicht st\u00f6ren, sondern genutzt werden k\u00f6nnen, gibt sie eine neue Richtung f\u00fcr die Entwicklung von Quantenbauelementen vor. Dies wird die optische Quantentechnologie in Zukunft sowohl einfacher als auch robuster machen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size wp-block-paragraph\">Bildunterschrift: Die gleichen Kr\u00e4fte, die die HU-Forscher in ihrem quantenphysikalischen Experiment zum Festhalten von Atomen nutzen, wirken auch, wenn Styroporflocken von einem durch Reibung elektrostatisch geladenen Plastikstab angezogen Bildnachweis: Arno Rauschenbeutel<br><br>Fachartikel in Nature Photonics: \u201eHybrid Nanophotonic Trap for Cold Atoms Using Surface Forces and a Blue-Detuned Evanescent Field \u201c<br>DOI 10.1038\/s41566-026-01961-9<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size wp-block-paragraph\">Quelle: Arbeitsgruppe \u201eGrundlagen der Optik und Photonik&#8220; am Institut f\u00fcr Physik der Humboldt-Universit\u00e4t zu Berlin<\/p>\n\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Forscher der Humboldt-Universit\u00e4t zu Berlin haben eine neue Methode entwickelt, um Atome an einer ultrad\u00fcnnen Glasfaser einzufangen und zu kontrollieren. 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